(57)【要約】  基板を露光する露光装置であって、前記基板が載置される載置部を有して移動するステージと、前記ステージに設けられ、前記載置部に載置された前記基板のうち該載置部の所定領域に位置する部分を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記ステージの駆動制御を行う制御部とを備える。
2011024866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光する露光装置であって、
前記基板が載置される載置部を有して移動するステージと、
前記ステージに設けられ、前記載置部に載置された前記基板のうち該載置部の所定領域に位置する部分を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記ステージの駆動制御を行う制御部と
を備える露光装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記基板に対して前記載置部側から前記基板を検出する
請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記所定領域は、複数の検出領域を含み、
前記載置部は、矩形に設定されており、
前記複数の検出領域の少なくとも一部は、前記載置部の対向する２辺の一方を含む
請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記複数の検出領域の少なくとも一部は、前記対向する２辺の間に設定されている
請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記ステージとは異なる位置に設けられ、前記載置部に載置された前記基板を検出する第２検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部による検出結果と前記第２検出部による検出結果とに基づいて前記ステージの駆動制御を行う
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第２検出部の検出結果に基づいて前記検出部を較正する較正部を更に備え、
前記第２検出部は、前記載置部に載置された前記基板のうち少なくとも前記所定領域に位置する部分を検出する
請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記所定領域に光を照射する光照射部と、
前記ステージとは異なる位置に設けられ、前記所定領域に照射された光を検出する光検出部と、
前記光検出部による検出結果に応じて前記検出部を較正する第２較正部と
を更に備える請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記載置部に載置された前記基板にパターン像を投影する投影光学系を更に備え、
前記第２検出部は、前記投影光学系に対して所定位置に配置される
請求項５から請求項７のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記ステージに設けられ、基準部材を含み、前記投影光学系によって投影される前記パターン像を前記基準部材を基準として検出する第３検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部、前記第２検出部及び前記第３検出部の各検出結果に基づいて前記ステージの駆動制御を行う
請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第３検出部の検出結果に基づいて前記第２検出部を較正する第３較正部を更に備える
請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記検出部は、前記パターン像を検出する
請求項８から請求項１０のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記検出部の検出結果に基づいて前記投影光学系を較正する第４較正部を更に備える
請求項８から請求項１１のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記パターン像は、拡大像である
請求項８から請求項１２のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１４】
基板を露光する露光方法であって、
前記基板をステージの載置部に載置させる載置ステップと、
前記ステージに設けられる検出部を用いて、前記基板のうち前記載置部の所定領域に位置する部分を検出する検出ステップと、
前記検出部の検出結果に基づいて前記ステージの駆動制御を行う駆動制御ステップと
を含む露光方法。
【請求項１５】
前記検出ステップは、前記基板に対して前記載置部側から前記基板を検出することを含む
請求項１４に記載の露光方法。
【請求項１６】
前記所定領域は、複数の検出領域を含み、
前記載置部は、矩形に形成されており、
前記複数の検出領域の少なくとも一部は、前記載置部の対向する２辺の一方を含む
請求項１４又は請求項１５に記載の露光方法。
【請求項１７】
前記駆動ステップは、前記検出ステップでの検出結果に基づく演算を行いながら、前記ステージを露光開始位置に移動させることを含む
請求項１４から請求項１６のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１８】
前記ステージとは異なる位置に設けられた第２検出部を用いて前記載置部に載置された前記基板を検出する第２検出ステップを更に備え、
前記駆動制御ステップは、前記検出ステップでの検出結果及び前記第２検出ステップでの検出結果に基づいて前記ステージの駆動制御を行う
請求項１４から請求項１７のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１９】
前記第２検出ステップでの検出結果に基づいて前記検出部を構成する較正ステップを更に備え、
前記第２検出ステップは、前記載置部に載置された前記基板のうち少なくとも前記所定領域に位置する部分を検出する
請求項１８に記載の露光方法。
【請求項２０】
前記所定領域に光を照射する光照射ステップと、
前記ステージとは異なる位置に設けられた光検出部を用いて前記所定領域に照射された光を検出する光検出ステップと、
前記光検出ステップの検出結果に応じて前記検出部を較正する第２較正ステップと
を更に含む請求項１４から請求項１９のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２１】
前記載置部に載置された前記基板にパターン像を投影する投影光学系を更に備え、
前記第２検出ステップは、前記第２検出部を前記投影光学系に対して所定位置に配置させた状態で行う
請求項１８から請求項２０のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２２】
前記投影光学系を用いて前記パターン像を前記基板に投影する投影ステップと、
前記ステージに設けられ、基準部材を含み、前記投影ステップで投影される前記パターン像を前記基準部材を基準として検出する第３検出ステップと
を更に備え、
前記駆動制御ステップは、前記検出ステップ、前記第２検出ステップ及び前記第３検出ステップでの各検出結果に基づいて前記ステージの駆動制御を行う
請求項２１に記載の露光方法。
【請求項２３】
前記第３検出ステップでの検出結果に基づいて前記第２検出部を構成する第３較正ステップを更に備える
請求項２２に記載の露光方法。
【請求項２４】
前記検出部を用いて、前記パターン像を検出する第４検出ステップと、
前記第４検出ステップでの検出結果に応じて前記投影光学系を較正する第４較正ステップと
を更に備える請求項２２又は請求項２３に記載の露光方法。
【請求項２５】
前記パターン像は、拡大像である
請求項２１から請求項２４のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２６】
請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載の露光装置を用いて、感光剤が塗布された前記基板の露光を行い、該基板にパターンを転写することと、
前記露光によって露光された前記感光剤を現像して、前記パターンに対応する露光パターン層を形成することと、
前記露光パターン層を介して前記基板を加工することと、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に関する。
本願は、２００９年８月２６日に出願された特願２００９−１９５６８６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
例えばフラットパネルディスプレイ等の電子デバイスの製造工程において、下記特許文献に開示されているような、マスクを介した露光光で基板を露光する露光装置が使用される。露光装置は、マスクを保持して移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な基板ステージとを備えている。【０００３】
このような露光装置においては、基板ステージに基板を保持させた後、基板のアライメント処理が行われる。アライメント処理では、基板に設けられたアライメントマークを検出し、検出結果に基づいて基板ステージが駆動される。アライメントマークの検出部は、投影光学系との間で位置が固定されている必要がある。例えば検出部が投影光学系に固定された構成とし、アライメントマークの検出時に基板ステージを移動させる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９５３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成においては、例えば基板の複数個所にアライメントマークが設けられている場合、これらのアライメントマークを検出するため、そのつど基板ステージを移動させる必要がある。アライメント処理を行う度に基板ステージを移動させることになると、アライメント処理に時間が掛かり、スループット向上性の点で不利である。【０００６】
本発明の態様は、スループットの向上を図ることができる露光装置、露光方法及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、基板を露光する露光装置であって、前記基板が載置される載置部を有して移動するステージと、前記ステージに設けられ、前記載置部に載置された前記基板のうち該載置部の所定領域に位置する部分を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記ステージの駆動制御を行う制御部とを備える露光装置が提供される。【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、基板を露光する露光方法であって、前記基板をステージの載置部に載置させる載置ステップと、前記ステージに設けられる検出部を用いて、前記基板のうち前記載置部の所定領域に位置する部分を検出する検出ステップと、前記検出部の検出結果に基づいて前記ステージの駆動制御を行う駆動制御ステップとを含む露光方法が提供される。【０００９】
本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光装置を用いて、感光剤が塗布された前記基板の露光を行い、該基板にパターンを転写することと、前記露光によって露光された前記感光剤を現像して、前記パターンに対応する露光パターン層を形成することと、前記露光パターン層を介して前記基板を加工することと、を含むデバイスの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の態様によれば、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図。
【図２】本実施形態に係る露光装置の一例を示す斜視図。
【図３】本実施形態に係る照明システムの一例を示す図。
【図４】本実施形態に係る投影システム及び基板ステージの一例を示す図。
【図５】本実施形態に係る裏面アライメントシステムの一例を示す図。
【図６】本実施形態に係る照明領域、検出領域及びマスクの位置関係の一例を示す図。
【図７】本実施形態に係る投影領域と、検出領域と、基板との位置関係の一例を示す図。
【図８】本実施形態に係る露光方法の一例を示すフローチャート。
【図９Ａ】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図。
【図９Ｂ】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図。
【図１０】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図。
【図１１Ａ】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図。
【図１１Ｂ】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図。
【図１２】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る露光装置の一例を示す斜視図。
【図１４】露光装置の他の構成を示す図。
【図１５Ａ】露光装置の他の構成を示す図。
【図１５Ｂ】露光装置の他の構成を示す図。
【図１６】露光装置の他の構成を示す図。
【図１７】露光装置の他の構成を示す図。
【図１８】マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図、図２は、斜視図である。図１及び図２において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１を移動する駆動システム３と、基板ステージ２を移動する駆動システム４と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明システムＩＳと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影システムＰＳと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。
【００１４】
マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。基板Ｐは、例えばガラスプレート等の基材と、その基材上に形成された感光膜（塗布された感光剤）とを含む。本実施形態において、基板Ｐは、大型のガラスプレートを含み、その基板Ｐの一辺のサイズは、例えば５００ｍｍ以上である。本実施形態においては、基板Ｐの基材として、一辺が約３０００ｍｍの矩形のガラスプレートを用いる。マスクＭの−Ｚ側の面には、ベースライン量計測用のマークＭａが設けられている（図４参照）。
【００１５】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置情報を計測する干渉計システム６と、マスクＭの表面の位置情報を検出する第１検出システム７と、基板Ｐの表面の位置情報を検出する第２検出システム８と、基板Ｐのアライメントマークを表面側から検出する表面アライメントシステム４０と、基板Ｐのアライメントマークを裏面側から検出する裏面アライメントシステム６０とを備えている。
【００１６】
また、露光装置ＥＸは、ボディ１３を備えている。ボディ１３は、例えばクリーンルーム内の支持面（例えば床面）ＦＬ上に防振台ＢＬを介して配置されたベースプレート１０と、ベースプレート１０上に配置された第１コラム１１と、第１コラム１１上に配置された第２コラム１２とを有する。本実施形態において、ボディ１３は、投影システムＰＳ、マスクステージ１、及び基板ステージ２のそれぞれを支持する。本実施形態において、投影システムＰＳは、定盤１４を介して、第１コラム１１に支持される。マスクステージ１は、第２コラム１２に対して移動可能に支持される。基板ステージ２は、ベースプレート１０に対して移動可能に支持される。
【００１７】
本実施形態において、投影システムＰＳは、複数の投影光学系を有する。照明システムＩＳは、複数の投影光学系に対応する複数の照明モジュールを有する。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しながら、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、所謂、マルチレンズ型スキャン露光装置である。
【００１８】
本実施形態において、投影システムＰＳは、７つの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を有し、照明システムＬＳは、７つの照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７を有する。なお、投影光学系及び照明モジュールの数は７つに限定されず、例えば投影システムＰＳが、投影光学系を１１個有し、照明システムＩＳが、照明モジュールを１１個有してもよい。
【００１９】
照明システムＩＳは、所定の照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に露光光ＥＬを照射可能である。照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７は、各照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７から射出される露光光ＥＬの照射領域に含まれている。本実施形態において、照明システムＩＳは、異なる７つの照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７のそれぞれを露光光ＥＬで照明する。照明システムＩＳは、マスクＭのうち照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に配置された部分を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。本実施形態においては、照明システムＩＳから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）を用いる。
【００２０】
マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対して移動可能である。マスクステージ１は、マスクＭを保持可能なマスク保持部１５を有する。
【００２１】
マスク保持部１５は、マスクＭを真空吸着可能なチャック機構を含み、マスクＭをリリース可能に保持する。本実施形態において、マスク保持部１５は、マスクＭの下面（パターン形成面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。駆動システム３は、例えばリニアモータを含み、第２コラム１２のガイド面１２Ｇ上においてマスクステージ１を移動可能である。本実施形態において、マスクステージ１は、駆動システム３の作動により、マスク保持部１５でマスクＭを保持した状態で、ガイド面１２Ｇ上を、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。
【００２２】
投影システムＰＳは、所定の投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に露光光ＥＬを照射可能である。投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７は、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７から射出される露光光ＥＬの照射領域に相当する。本実施形態において、投影システムＰＳは、異なる７つの投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７のそれぞれにパターンの像を投影する。投影システムＰＳは、基板Ｐのうち投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に配置された部分に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。
【００２３】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して移動可能である。基板ステージ２は、基板Ｐを保持可能な基板保持部１６を有する。基板保持部１６は、基板Ｐを真空吸着可能なチャック機構を含み、基板Ｐをリリース可能に保持する。本実施形態において、基板保持部１６は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。駆動システム４は、例えばリニアモータを含み、ベースプレート１０のガイド面１０Ｇ上において基板ステージ２を移動可能である。本実施形態において、基板ステージ２は、駆動システム４の作動により、基板保持部１６で基板Ｐを保持した状態で、ガイド面１０Ｇ上を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る照明システムＩＳの一例を示す概略構成図である。図３において、照明システムＩＳは、超高圧水銀ランプからなる光源１７と、光源１７から射出された光を反射する楕円鏡１８と、楕円鏡１８からの光の少なくとも一部を反射するダイクロイックミラー１９と、ダイクロイックミラー１９からの光の進行を遮断可能なシャッタ装置２０と、ダイクロイックミラー１９からの光が入射するコリメートレンズ２１Ａ及び集光レンズ２１Ｂを含むリレー光学系２１と、所定波長領域の光のみを通過させる干渉フィルタ２２と、リレー光学系２１からの光を分岐して、複数の照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれに供給するライトガイドユニット２３とを備えている。
【００２５】
なお、図３においては、第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のうち、第１照明モジュールＩＬ１のみが示されている。第２〜第７照明モジュールＩＬ２〜ＩＬ７は、第１照明モジュールＩＬ１と同等の構成である。以下の説明においては、第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のうち、第１照明モジュールＩＬ１について主に説明し、第２〜第７照明モジュールＩＬ２〜ＩＬ７についての説明は簡略若しくは省略する。
【００２６】
リレー光学系２１からの光は、ライトガイドユニット２３の入射端２４に入射し、複数の射出端２５Ａ〜２５Ｇから射出される。第１照明モジュールＩＬ１は、射出端２５Ａからの光の進行を遮断可能なシャッタ装置２６と、射出端２５Ａからの光が供給されるコリメートレンズ２７と、コリメートレンズ２７からの光が供給されるフライアイインテグレータ２８と、フライアイインテグレータ２８からの光が供給されるコンデンサレンズ２９とを備えている。コンデンサレンズ２９から射出された露光光ＥＬは、照明領域ＩＲ１に照射される。第１照明モジュールＩＬ１は、照明領域ＩＲ１を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。
【００２７】
第２〜第７照明モジュールＩＬ２〜ＩＬ７は、第１照明モジュールＩＬ１と同等の構成である。第２〜第７照明モジュールＩＬ２〜ＩＬ７のそれぞれは、各照明領域ＩＲ２〜ＩＲ７を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明システムＩＳは、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に配置されたマスクＭの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。
【００２８】
図４は、本実施形態に係る投影システムＰＳ、第１検出システム７、第２検出システム８、表面アライメントシステム４０、裏面アライメントシステム６０及び投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に配置された基板ステージ２の一例を示す図である。
【００２９】
まず、第１投影光学系ＰＬ１について説明する。図４において、第１投影光学系ＰＬ１は、第１照明モジュールＩＬ１により露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する。第１投影光学系ＰＬ１は、像面調整部３３と、シフト調整部３４と、二組の反射屈折型光学系３１，３２と、視野絞り３５と、スケーリング調整部３６とを備えている。
【００３０】
照明領域ＩＲ１に照射され、マスクＭを透過した露光光ＥＬは、像面調整部３３に入射する。像面調整部３３は、第１投影光学系ＰＬ１の像面の位置（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置）を調整可能である。像面調整部３３は、マスクＭ及び基板Ｐに対して光学的にほぼ共役な位置に配置されている。像面調整部３３は、第１光学部材３３Ａ及び第２光学部材３３Ｂと、第２光学部材３３Ｂに対して第１光学部材３３Ａを移動可能な駆動装置（不図示）とを備えている。第１光学部材３３Ａと第２光学部材３３Ｂとは、気体軸受により、所定のギャップを介して対向する。第１光学部材３３Ａ及び第２光学部材３３Ｂは、露光光ＥＬを透過可能なガラス板であり、それぞれくさび形状を有する。制御装置５は、駆動装置を作動して、第１光学部材３３Ａと第２光学部材３３Ｂとの位置関係を調整することにより、第１投影光学系ＰＬ１の像面の位置を調整することができる。像面調整部３３を通過した露光光ＥＬは、シフト調整部３４に入射する。
【００３１】
シフト調整部３４は、基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像をＸ軸方向及びＹ軸方向にシフトさせることができる。シフト調整部３４を透過した露光光ＥＬは、１組目の反射屈折型光学系３１に入射する。反射屈折型光学系３１は、マスクＭのパターンの中間像を形成する。反射屈折型光学系３１から射出された露光光ＥＬは、視野絞り３５に供給される。
【００３２】
視野絞り３５は、反射屈折型光学系３１により形成されるパターンの中間像の位置に配置されている。視野絞り３５は、投影領域ＰＲ１を規定する。本実施形態において、視野絞り３５は、基板Ｐ上における投影領域ＰＲ１を台形状に規定する。視野絞り３５を通過した露光光ＥＬは、２組目の反射屈折型光学系３２に入射する。
【００３３】
反射屈折型光学系３２は、反射屈折型光学系３１と同様に構成されている。反射屈折型光学系３２から射出された露光光ＥＬは、スケーリング調整部３６に入射する。スケーリング調整部３６は、マスクＭのパターンの像の倍率（スケーリング）を調整することができる。スケーリング調整部３６を介した露光光ＥＬは、基板Ｐに照射される。本実施形態において、第１投影光学系ＰＬ１は、マスクＭのパターンの像を、基板Ｐ上に、正立等倍で投影する。
【００３４】
上述の像面調整部３３、シフト調整部３４、及びスケーリング調整部３６により、第１投影光学系ＰＬ１の結像特性（光学特性）を調整する結像特性調整装置３０が構成される。結像特性調整装置３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に関する第１投影光学系ＰＬ１の像面の位置を調整可能であり、パターンの像の倍率を調整可能である。
【００３５】
以上、第１投影光学系ＰＬ１について説明した。第２〜第７投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７は、第１投影光学系ＰＬ１と同等の構成を有する。第２〜第７投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７についての説明は省略する。
【００３６】
図２及び図４に示すように、基板保持部１６に対して＋Ｘ側の基板ステージ２の上面には、基準部材４３が配置されている。基準部材４３の上面４４は、基板保持部１６に保持された基板Ｐの表面とほぼ同一平面内に配置される。また、基準部材４３の上面４４に、露光光ＥＬを透過可能な透過部４５が配置されている。基準部材４３の下方には、透過部４５を透過した光を受光可能な受光装置４６が配置されている。受光装置４６は、透過部４５を介した光が入射するレンズ系４７と、レンズ系４７を介した光を受光する光センサ４８とを有する。本実施形態において、光センサ４８は、撮像素子（ＣＣＤ）を含む。光センサ４８は、受光した光に応じた信号を制御装置５に出力する。
【００３７】
また、基板保持部１６に対して−Ｘ側の基板ステージ２の上面には、透過部４９を有する光学部材５０が配置されている。光学部材５０の下方には、透過部４９を透過した光を受光可能な受光装置５１が配置されている。受光装置５１は、透過部４９を介した光が入射するレンズ系５２と、レンズ系５２を介した光を受光する光センサ５３とを有する。光センサ５３は、受光した光に応じた信号を制御装置５に出力する。
【００３８】
次に、干渉計システム６、第１，第２検出システム７，８、表面アライメントシステム４０及び裏面アライメントシステム６０について説明する。図１及び図２において、干渉計システム６は、マスクステージ１の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット６Ａと、基板ステージ２の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット６Ｂとを有する。レーザ干渉計ユニット６Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１の位置情報を計測可能である。
【００３９】
レーザ干渉計ユニット６Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラー２Ｒを用いて、基板ステージ２の位置情報を計測可能である。本実施形態において、干渉計システム６は、レーザ干渉計ユニット６Ａ，６Ｂを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＸ方向に関するマスクステージ１及び基板ステージ２それぞれの位置情報を計測可能である。
【００４０】
第１検出システム７は、マスクＭの下面（パターン形成面）のＺ軸方向の位置を検出する。第１検出システム７は、所謂、斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図４に示すように、マスクステージ１に保持されたマスクＭの下面と対向配置される複数の検出器７Ａ〜７Ｆを有する。検出器７Ａ〜７Ｆのそれぞれは、所定の検出領域に検出光を照射する投射部と、検出領域に配置されたマスクＭの下面からの検出光を受光可能な受光部とを有する。
【００４１】
第２検出システム８は、基板Ｐの表面（露光面）のＺ軸方向の位置を検出する。第２検出システム８は、所謂、斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図４に示すように、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数の検出器８Ａ〜８Ｈを有する。検出器８Ａ〜８Ｈのそれぞれは、所定の検出領域に検出光を照射する投射部と、当該検出領域に配置された基板Ｐの表面からの検出光を受光可能な受光部とを有する。
【００４２】
表面アライメントシステム４０は、基板Ｐに設けられているアライメントマークｍ１〜ｍ６（図７等参照）を検出する。表面アライメントシステム４０は、所謂、オフアクシス方式のアライメントシステムであり、図４に示すように、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数の顕微鏡４０Ａ〜４０Ｆを有する。顕微鏡４０Ａ〜４０Ｆのそれぞれは、検出領域ＡＬ１〜ＡＬ６に検出光を照射する投射部と、検出領域ＡＬ１〜ＡＬ６に配置されるアライメントマークｍ１〜ｍ６の光学像を取得可能な受光部とを有する。
【００４３】
裏面アライメントシステム６０は、基板Ｐに設けられているアライメントマークｍ１〜ｍ６（図７等参照）を検出する。裏面アライメントシステム６０は、表面アライメントシステム４０と同様、所謂、オフアクシス方式のアライメントシステムである。裏面アライメントシステム６０は、図４に示すように基板ステージ２のステージ本体２Ａに設けられており、基板Ｐの−Ｚ側の面（裏面）側からアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出可能になっている。また、裏面アライメントシステム６０は、ステージ本体２Ａに設けられているため、当該基板ステージ２と一体的に移動可能となっている。裏面アライメントシステム６０は、基板ステージ２のうち基板保持部１６とは異なる位置に設けられていることが好ましい。この構成により、基板保持部１６の交換時に裏面アライメントシステム６０が基板ステージ２から取り外されることは無く、裏面アライメントシステム６０の位置を基板保持部１６の交換のつど設定する手間を省くことができる。また、基板保持部１６による熱の影響が抑えられることにもなる。
【００４４】
裏面アライメントシステム６０は、ステージ本体２Ａのうち＋Ｘ側の端部及び−Ｘ側端部に設けられている。ステージ本体２Ａの−Ｘ側端部には、例えばＹ方向に沿って複数（例えば４つ）の顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆが設けられている。ステージ本体２Ａの＋Ｘ側端部には、例えばＹ方向に沿って複数（例えば４つ）の顕微鏡６０Ｇ〜６０Ｌが設けられている。
【００４５】
図５は、裏面アライメントシステム６０の構成を示す図である。裏面アライメントシステム６０は、検出光を射出する光源６１、当該光源６１からの検出光が入射される送光レンズ系６２、当該送光レンズ系６２を通過した検出光をマスクＭの下面に導くミラー６３及び６４、当該ミラー６３及び６４によって導かれた検出光を検出領域（所定領域）ＡＬ１１〜ＡＬ１６、ＡＬ２１〜ＡＬ２６にフォーカスするレンズ６５、検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１６、ＡＬ２１〜ＡＬ２６で反射した検出光を導くレンズ６６、及び、レンズ６６によって導かれる検出光を検出する上記の顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆ、６０Ｇ〜６０Ｌを有している。検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１６、ＡＬ２１〜ＡＬ２６には、例えばアライメントマークｍ１〜ｍ６が配置される。
【００４６】
図５に示す裏面アライメントシステム６０の構成は、例えば上記の表面アライメントシステム４０の構成として用いても構わない。このように、裏面アライメントシステム６０においては、検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１６、ＡＬ２１〜ＡＬ２６に検出光を投射し、顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆ、６０Ｇ〜６０Ｌにおいて反射光を受光することにより、当該検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１６、ＡＬ２１〜ＡＬ２６に配置されるアライメントマークｍ１〜ｍ６の光学像を取得可能となっている。
【００４７】
図６は、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７とマスクＭとの位置関係の一例を示す模式図であり、マスクＭの下面を含む平面内の位置関係を示している。図６に示すように、マスクＭの下面は、パターンが形成されたパターン領域ＭＡを有する。
【００４８】
本実施形態において、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７のそれぞれは、ＸＹ平面内において台形状になっている。本実施形態において、照明モジュールＩＬ１、ＩＬ３、ＩＬ５、ＩＬ７による照明領域ＩＲ１、ＩＲ３、ＩＲ５、ＩＲ７が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で配置され、照明モジュールＩＬ２、ＩＬ４、ＩＬ６による照明領域ＩＲ２、ＩＲ４、ＩＲ６が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で配置されている。照明領域ＩＲ１、ＩＲ３、ＩＲ５、ＩＲ７は、照明領域ＩＲ２、ＩＲ４、ＩＲ６に対して−Ｘ側に配置されている。また、Ｙ軸方向に関して、照明領域ＩＲ１、ＩＲ３、ＩＲ５、ＩＲ７の間に、照明領域ＩＲ２、ＩＲ４、ＩＲ６が配置される。
【００４９】
制御装置５は、マスクステージ１をＸ軸方向に移動して、検出器７Ａ〜７Ｆの検出領域に対してマスクステージ１に保持されたマスクＭの下面をＸ軸方向に移動して、検出器７Ａ〜７Ｆの検出領域に、マスクＭの下面（パターン領域ＭＡ）に設定された複数の検出点を配置して、それら複数の検出点のＺ軸方向の位置を検出可能である。制御装置５は、第１検出システム７から出力される、複数の検出点のそれぞれで検出されたマスクＭの下面のＺ軸方向の位置に基づいて、マスクＭの下面（パターン領域ＭＡ）のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報（マップデータ）を取得可能である。
【００５０】
図７は、顕微鏡４０Ａ〜４０Ｆによる検出領域ＡＬ１〜ＡＬ６と、顕微鏡６０Ａ〜６０Ｌによる検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１８と、基板Ｐのアライメントマークｍ１〜ｍ６との間の位置関係の一例を示す模式図であり、基板Ｐの表面を含む平面内の位置関係を示している。
【００５１】
図７に示すように、本実施形態おいて、基板Ｐの表面は、マスクＭのパターンの像が投影される複数の露光領域（被処理領域）ＰＡ１〜ＰＡ６を有する。本実施形態において、基板Ｐの表面は、６つの露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６を有する。露光領域ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で離れて配置され、露光領域ＰＡ４、ＰＡ５、ＰＡ６が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で離れて配置されている。露光領域ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３は、露光領域ＰＡ４、ＰＡ５、ＰＡ６に対して＋Ｘ側に配置されている。
【００５２】
本実施形態において、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７のそれぞれは、ＸＹ平面内において台形である。本実施形態において、投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７による投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で配置され、投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６による投影領域ＰＲ２、ＰＲ４、ＰＲ６が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で配置されている。投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７は、投影領域ＰＲ２、ＰＲ４、ＰＲ６に対して−Ｘ側に配置されている。また、Ｙ軸方向に関して、投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７の間に、投影領域ＰＲ２、ＰＲ４、ＰＲ６が配置される。
【００５３】
本実施形態において、顕微鏡４０Ａ〜４０Ｆによる検出領域ＡＬ１〜ＡＬ６は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して−Ｘ側に配置されている。検出領域ＡＬ１〜ＡＬ６は、Ｙ軸方向に離れて配置される。複数の検出領域ＡＬ１〜ＡＬ６のうち、Ｙ軸方向に関して外側２つの検出領域ＡＬ１と検出領域ＡＬ６との間隔は、複数の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６のうち、Ｙ軸方向に関して外側２つの露光領域ＰＡ１（ＰＡ４）の−Ｙ側のエッジと露光領域ＰＡ３（ＰＡ６）の＋Ｙ側のエッジとの間隔とほぼ等しい。
【００５４】
本実施形態において、顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆによる検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１４及び顕微鏡６０Ｇ〜６０Ｌは、例えばステージ本体２Ａ上のＹ方向に沿った直線上にそれぞれ配列されている。検出領域ＡＬ１１と検出領域ＡＬ１２との間隔、及び、検出領域ＡＬ１５と検出領域ＡＬ１６との間隔は、それぞれ顕微鏡４０Ａによる検出領域ＡＬ１と顕微鏡４０Ｃによる検出領域ＡＬ３との間隔に等しくなっている。検出領域ＡＬ１２と検出領域ＡＬ１３との間隔、及び、検出領域ＡＬ１６と検出領域ＡＬ１７との間隔は、それぞれ上記検出領域ＡＬ３と顕微鏡４０Ｄによる検出領域ＡＬ４との間隔に等しくなっている。検出領域ＡＬ１３と検出領域ＡＬ１４との間隔、及び、検出領域ＡＬ１７と検出領域ＡＬ１８との間隔は、上記検出領域ＡＬ４と顕微鏡４０Ｆによる検出領域ＡＬ６との間隔に等しくなっている。このため、顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆによる検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１４、検出領域ＡＬ１５〜検出領域ＡＬ１８は、それぞれ上記の検出領域ＡＬ１、ＡＬ３、ＡＬ４、ＡＬ６に重なるようになっている。
【００５５】
表面アライメントシステム４０及び裏面アライメントシステム６０は、基板Ｐに設けられている複数のアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出する。本実施形態において、基板Ｐ上にはＹ軸方向に離れて６つのアライメントマークｍ１〜ｍ６が配置され、それらアライメントマークｍ１〜ｍ６のグループが、Ｘ軸方向に離れた４箇所に配置されている。アライメントマークｍ１，ｍ２は、露光領域ＰＡ１，ＰＡ４の各両端部に隣接して設けられ、アライメントマークｍ３，ｍ４は、露光領域ＰＡ２，ＰＡ５の各両端部に隣接して設けられ、アライメントマークｍ５，ｍ６は、露光領域ＰＡ３，ＰＡ６の各両端部に隣接して設けられている。
【００５６】
本実施形態においては、基板Ｐ上においてＹ軸方向に離れて配置された６つのアライメントマークｍ１〜ｍ６に対応して、顕微鏡４０Ａ〜４０Ｆ（検出領域ＡＬ１〜ＡＬ６）、顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆ（検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１６）及び顕微鏡６０Ｇ〜６０Ｌ（検出領域ＡＬ２１〜ＡＬ２６）が配置されている。顕微鏡４０Ａ〜４０Ｆの検出領域は、アライメントマークｍ１〜ｍ６上に同時に配置されるように設けられている。顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆ、顕微鏡６０Ｇ〜６０Ｌの検出領域は、６つのアライメントマークｍ１〜ｍ６のうち４つのアライメントマークｍ１、ｍ３、ｍ４、ｍ６上に同時に配置されるようになっている。
【００５７】
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法の一例について、図８のフローチャート及び図９Ａ〜図１２の模式図を参照しながら説明する。
【００５８】
まず、制御装置５は、マスクＭをマスクステージ１に搬入（ロード）する（ステップＳ１）。マスクＭがマスクステージ１に保持された後、露光レシピに基づいて、マスクＭのアライメント処理、各種計測処理、及びキャリブレーション処理を含むセットアップ処理が実行される（ステップＳ２）。本実施形態において、マスクＭのアライメント処理は、マスクＭに配置されたアライメントマーク（不図示）の像を投影システムＰＳ及び透過部４５を介して受光装置４６で受光して、ＸＹ平面内におけるマスクＭの位置を計測する処理を含む。
【００５９】
計測処理としては、例えば各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７より射出される露光光ＥＬの照度を受光装置５１を用いて計測する処理及び各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性を受光装置４６を用いて計測する処理の少なくとも一つを含む。
【００６０】
また、計測処理においては、表面アライメントシステム４０の検出領域ＡＬ１〜ＡＬ６とマスクＭのパターン像の投影位置との位置関係（ベースライン量）を、表面アライメントシステム４０、透過部４５、及び受光装置４６等を用いて計測する処理が行われる。この場合、例えば図９Ａ及び図９Ｂに示すように、マスクＭに設けられたマークＭａに露光光を照射し、マークＭａを介したパターン像を基準部材４３に投影し、基準部材４３を基準とするパターン像を受光装置４６に検出させる。制御装置５は、受光装置４６での検出結果に基づいてベースライン量を測定する。この動作を、図９Ａに示すように、まず投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５及びＰＬ７について行い、その後、図９Ｂに示すように、投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６について行う。
【００６１】
キャリブレーション処理は、計測処理の結果を用いて、各照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７から射出される露光光ＥＬの照度を調整する処理、及び受光装置４６を用いて計測した結像特性の計測結果に基づいて、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性を結像特性調整装置３０を用いて調整する処理の少なくとも一つを含む。
【００６２】
制御装置５は、上記各処理を完了させた後、所定のタイミングで、基板Ｐを基板ステージ２に搬入（ロード）する（ステップＳ３）。基板Ｐが基板ステージ２に保持された後、露光レシピに基づいて、基板Ｐのアライメント処理が実行される。アライメント処理では、基板Ｐに設けられるアライメントマークｍ１〜ｍ６が検出され（ステップＳ４）、検出結果に応じて基板ステージ２を駆動させる（ステップＳ５）。
【００６３】
基板Ｐのアライメント処理の後、各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の露光を開始する（ステップＳ５）。この露光処理では、例えば制御装置５は、パターン領域ＭＡを照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に移動するとともに、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３を移動して、各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の露光を開始する。
【００６４】
以下、同一ロットにおいて、上記のステップＳ１〜ステップＳ６の処理が繰り返される。同一ロットは、同一のマスクＭを用いて露光される複数の基板Ｐのグループを含む。少なくとも同一ロットにおいては、同一の露光レシピの下で、露光が実行される。
【００６５】
次に、上記動作に含まれる基板Ｐのアライメントマーク検出処理（ステップＳ４）について説明する。
本実施形態における基板Ｐのアライメント処理では、露光処理を行う最初の数枚の基板Ｐについては、表面アライメントシステム４０及び裏面アライメントシステム６０の両方を用いてアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出する（ステップＳ４−１）。
【００６６】
制御装置５は、基板Ｐが基板ステージ２に搬入される際、表面アライメントシステム４０の較正処理を行わせる。この較正処理は、図１０に示すように、表面アライメントシステム４０によって基準部材４３を検出させ、検出結果に基づいて表面アライメントシステム４０を較正する。この較正処理において、制御装置５は、例えば検出値を較正する。
【００６７】
較正処理の後、制御装置５は、基板ステージ２を−Ｘ側に移動させ、基板Ｐに設けられた４列のアライメントマークｍ１〜ｍ６を−Ｘ側の列から＋Ｘ側の列へと順に検出させる。図１１Ａに示すように、基板Ｐの最も−Ｘ側に配置されたアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出する場合には、表面アライメントシステム４０及び裏面アライメントシステム６０を用いて検出させる。
【００６８】
裏面アライメントシステム６０は、ステージ本体２Ａに設けられているため、基板ステージ２が移動する場合であっても基板Ｐとの間の相対位置が変化することは無い。裏面アライメントシステム６０による検出は、顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆ、６０Ｇ〜６０Ｌのそれぞれに対応する列の６つのアライメントマークｍ１〜ｍ６のうち、４つのアライメントマークｍ１、ｍ３、ｍ４、ｍ６について行われる。
【００６９】
制御装置５は、表面アライメントシステム４０での検出結果と裏面アライメントシステム６０での検出結果とを用いて裏面アライメントシステム６０の較正を行わせる。この場合、制御装置５は、表面アライメントシステム４０の検出結果を基準として裏面アライメントシステム６０の検出結果のズレを算出し、当該算出結果に基づいて裏面アライメントシステム６０を較正する。表面アライメントシステム４０は基板Ｐのロード時に計測処理が行われているため、当該表面アライメントシステム４０の検出結果を基準値として好適に用いることができる。較正処理において、制御装置５は、例えば裏面アライメントシステム６０の検出値を較正する。以下説明する較正処理においても同様であり、この場合、制御装置５が表面アライメントシステム４０又は裏面アライメントシステム６０の較正部となる。
【００７０】
この較正は、例えば裏面アライメントシステム６０による検出結果の修正値を求めると共に、次回以降の裏面アライメントシステム６０の検出結果に当該修正値が反映されるようにすることを含む。裏面アライメントシステム６０の基板ステージ２の駆動制御と、裏面アライメントシステム６０の較正とが並行して行われるため、アライメント動作の時間が短縮されることになる。裏面アライメントシステム６０の較正結果は、例えば制御装置５の記憶部（不図示）などに記憶させておく。
【００７１】
最も−Ｘ側のアライメントマークｍ１〜ｍ６の検出が完了した後、制御装置５は、基板ステージ２を更に−Ｘ側に移動させ、表面アライメントシステム４０を単独で用いてアライメントマークｍ１〜ｍ６の列を−Ｘ側から＋Ｘ側へと順に検出させる。制御装置５は、最も＋Ｘ側に配置されるアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出させる際には、図１１Ｂに示すように、表面アライメントシステム４０と裏面アライメントシステム６０との両方を用いて検出させるようにする。この場合、制御装置５は、上記同様に裏面アライメントシステム６０の較正も行わせるようにする。
【００７２】
また、最初の数枚の基板Ｐを処理した後の基板Ｐについては、裏面アライメントシステム６０のみを用いてアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出する（ステップＳ４−２）。
この場合、例えば図１２に示すように、制御装置５は、基板Ｐを基板ステージ２にロードするのとほぼ同時に、裏面アライメントシステム６０を用いて基板Ｐの最も−Ｘ側に配置されたアライメントマークｍ１〜ｍ６と、基板Ｐの最も＋Ｘ側に配置されたアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出させる。
【００７３】
最初の数枚の基板Ｐのアライメントによって、制御装置５の記憶部には裏面アライメントシステム６０の較正情報が蓄積されて記憶されている。このため、以降の基板Ｐのアライメントを行う場合には、制御装置５は、当該蓄積された情報を用いて適宜裏面アライメントシステム６０を較正しながら上記の検出を行わせるようにする。
【００７４】
ステップＳ４−２においては、基板Ｐを基板ステージ２にロードするのと略同時にアライメントマークｍ１〜ｍ６が検出されるため、制御装置５は、当該基板ステージ２を基板Ｐのロード位置から露光位置まで移動させつつ検出結果を演算するようにしても構わない。この場合、基板ステージ２が露光位置に到達する前に制御装置５による演算が行われ、演算結果を反映させた位置に基板ステージ２が配置されることになる。
【００７５】
１つのロットの処理が終了すると、マスクＭが交換される。新たなマスクＭがマスクステージ１にロードされ、セットアップ処理を行い、基板Ｐをロードした後、制御装置５は、ステップＳ４において最初の数枚の基板Ｐについては上記ステップＳ４−１を行わせるようにし、その後の基板Ｐについては上記ステップＳ４−２を行わせるようにする。
【００７６】
以上のように、本実施形態によれば、基板ステージ２にロードされる基板Ｐのうち所定の検出領域ＡＬ１１〜ＡＬ１６、ＡＬ２１〜ＡＬ２６に位置するアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出する裏面アライメントシステム６０が基板ステージ２に設けられており、当該裏面アライメントシステム６０の検出結果に基づいて基板ステージ２の駆動制御を行う制御装置５が設けられているため、基板ステージ２を移動させること無くアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出することができ、当該検出結果に基づいて基板ステージ２の駆動制御を行うことができる。これにより、アライメントマークｍ１〜ｍ６の検出及び当該検出結果に基づく基板ステージ２の駆動動作が短時間で行われることになるため、スループットの向上を図ることができる。
【００７７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、照明光学系及び投影光学系の構成が第１実施形態とは異なっており、他の構成は第１実施形態と同一である。以下、本実施形態では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７８】
図１３は、本実施形態に係る露光装置ＥＸ２の全体構成を示す図である。
露光装置ＥＸ２は、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明システムＩＳ２と、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影システムＰＳ２と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージＰＳＴと、露光装置ＥＸ２全体の動作を制御する制御装置１１０とを備えている。
【００７９】
照明システムＩＳ２は、楕円鏡１０２、ダイクロイックミラー１０３、コリメートレンズ１０４、波長選択フィルタ１０５、減光フィルタ１０６、集光レンズ１０７、ライトガイドファイバ１０８、照明光学系ＩＬ１１〜ＩＬ１４を有している。
【００８０】
楕円鏡１０２の第１焦点位置に配置された不図示の光源より射出された光束は、楕円鏡１０２の反射膜、ダイクロイックミラー１０３の反射膜によってｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）及びｉ線（波長３６５ｎｍ）の光を含む波長域の光が取り出され、コリメートレンズ１０４に入射されるようになっている。光源像は楕円鏡１０２の第２焦点位置に形成されるようになっている。楕円鏡１０２の第２焦点位置に形成された光源像からの発散光束は、コリメートレンズ１０４によって平行光とされ、所定の露光波長域の光束のみを透過させる波長選択フィルタ１０５を通過するようになっている。
【００８１】
波長選択フィルタ１０５を通過した光束は、減光フィルタ１０６を通過し、集光レンズ１０７によりライトガイドファイバ１０８の入射口１０８ａの入射端に集光される。ここで、ライトガイドファイバ１０８は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、入射口１０８ａと４つの射出口（以下、射出口１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ及び１０８ｅと表記する）を備えている。ライトガイドファイバ１０８の入射口に入射した光束は、ライトガイドファイバ１０８の内部を伝播した後、４つの射出口１０８ｂ〜１０８ｅによって分割されて射出されるようになっている。分割されて射出された光は、マスクＭを部分的に照明する４つの部分照明光学系ＩＬ１１〜ＩＬ１４に入射されるようになっている。照明光学系ＩＬ１１〜ＩＬ１４は、例えばＹ方向に沿って１列に設けられている。照明光学系ＩＬ１１〜ＩＬ１４を透過した光は、それぞれマスクＭをほぼ均一に照明するようになっている。
【００８２】
マスクＭの照明領域からの光は、例えば４つの投影光学系ＰＬ１１〜ＰＬ１４に入射するようになっている。投影光学系ＰＬ１１〜ＰＬ１４は、照明光学系ＩＬ１１〜ＩＬ１４による照明領域に対応するように、例えばＹ方向に沿って１列に設けられている。投影光学系ＰＬ１１〜ＰＬ１４は、マスクＭのパターン像を基板Ｐ上に結像する。本実施形態では、投影光学系ＰＬ１１〜ＰＬ１４として、マスクＭ上のパターン増を基板Ｐ上に拡大して結像する拡大投影光学系を用いている。投影光学系ＰＬ１１〜ＰＬ１４は、における視野内の拡大像である一時像を基板Ｐの像野内に形成する反射屈折投影光学系である。
【００８３】
また、本実施形態の露光装置ＥＸ２は、上記実施形態と同様、基板ステージＰＳＴの位置情報を計測する干渉計システム１５０や、基板Ｐのアライメントマークを裏面側から検出する裏面アライメントシステム１６０とを備えている。また、第１実施形態と同様、基板Ｐのアライメントマークを表面側から検出する表面アライメントシステム（不図示）とを備えている。不図示の表面アライメントシステムや、裏面アライメントシステム１６０の構成は、例えば第１実施形態の表面アライメントシステム４０、裏面アライメントシステム６０の構成とそれぞれ同一の構成になっている。
【００８４】
露光装置ＥＸ２を用いて基板Ｐを露光する場合、投影領域にマスクＭのパターン像を投影しつつ、基板ステージＰＳＴをＸ方向に１往復移動させることにより、基板Ｐの半分の領域が露光される。したがって、基板ステージＰＳＴをＸ方向に２往復移動させることで、基板Ｐの全体が露光されることになる。
【００８５】
基板Ｐに形成されるアライメントマーク（不図示）の検出を行う場合、表面アライメントシステムのみを用いて行うと、アライメントマーク検出のために基板ステージＰＳＴを１往復余分に移動させる必要がある。これに対して、本実施形態において裏面アライメントシステム１６０を用いて基板Ｐのアライメントマークを検出することで、基板ステージＰＳＴの移動を１往復分省略することができる。これにより、スループットの向上を図ることができる。
【００８６】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、基板Ｐの＋Ｘ側端部及び−Ｘ側端部の対向する２辺に沿ったアライメントマークｍ１〜ｍ６が配置される領域に対応して裏面アライメントシステム６０を配置する構成としたが、これに限られることは無い。例えば、図１４に示すように、基板ＰのＸ方向中央部のアライメントマークｍ１〜ｍ６が配置される領域に対応する部分に裏面アライメントシステム６０を配置する構成としても構わない。
【００８７】
また、上記実施形態においては、基板Ｐにアライメントマークｍ１〜ｍ６を設け、当該アライメントマークｍ１〜ｍ６を裏面アライメントシステム６０で検出する構成としたが、これに限られることは無い。例えばアライメントマークｍ１〜ｍ６の代わりに基板Ｐの辺部分を検出するようにしても構わない。
【００８８】
また、上記実施形態においては、表面アライメントシステム４０と裏面アライメントシステム６０とでアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時に検出することで、裏面アライメントシステム６０の較正を行う例を説明したが、これに限られることは無い。例えば図１５Ａに示すように、裏面アライメントシステム６０が光源６１とミラー６３との間に指標投影用スリット６７を有し、当該指標投影用スリット６７を介した光が基板ステージ２上に投影される構成としても構わない。
【００８９】
この場合、図１５Ｂに示すように、制御装置５は、裏面アライメントシステム６０から投影される指標を表面アライメントシステム４０に検出させ、検出結果に基づいて裏面アライメントシステム６０の較正を行わせることができる。これにより、基板Ｐが基板保持部１６に載置される前に裏面アライメントシステム６０の較正を行うことができるため、アライメント処理に要する時間をより短縮することができる。
【００９０】
また、裏面アライメントシステム６０によるアライメントマークｍ１〜ｍ６の検出時には基板Ｐに指標を投影し、当該指標を基準とするアライメントマークｍ１〜ｍ６を検出することができるため、より高い精度の検出が可能となる。制御装置５は、当該指標を表面アライメントシステム４０においても検出させるようにしても構わない。また、指標投影用スリット６７と同様の構成を表面アライメントシステム４０に設けても構わない。また、この場合に、パターン像のピントを合わせるために基板ステージ２をＺ方向に移動させるようにしても構わない。
【００９１】
また、上記実施形態においては、ベースライン量を計測する際に受光装置４６を用いる構成としたが、これに限られることは無く、例えば図１６に示すように、裏面アライメントシステム６０を用いてベースライン量を計測する構成としても構わない。この構成においては、ベースライン量の計測時に、マークＭａと顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆ又は顕微鏡６０Ｇ〜６０Ｌとの光軸が一致するように基板ステージ２を移動させ、マークＭａを介したパターン像を顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆ、６０Ｇ〜６０Ｌで検出させるようにする。マークＭａに照射する光としては、裏面アライメントシステム６０に設けられた光源の光であっても構わないし、上記実施形態と同様に露光光であっても構わない。露光光を用いる場合には、当該露光光の波長領域についても検出可能な顕微鏡６０Ａ〜６０Ｆ、６０Ｇ〜６０Ｌを用いるようにする。また、この場合に、パターン像のピントを合わせるために基板ステージ２をＺ方向に移動させるようにしても構わない。
【００９２】
また、上記実施形態においては、制御装置５が裏面アライメントシステム６０の検出結果を用いて基板ステージ２の駆動制御を行わせる例を説明としたが、これに限られることは無く、例えば制御装置５が当該検出結果を用いて例えば投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の較正を行わせるようにしても構わない。
【００９３】
また、表面アライメントシステム４０の検出領域と裏面アライメントシステム６０の検出領域との配置については、上記実施形態に示した例に限られることは無い。例えば、図１７の（ａ）部〜図１７の（ｅ）部に示すように、表面アライメントシステム４０の検出領域４００と裏面アライメントシステム６０の検出領域６００とは、露光領域ＰＡの配置によって適宜設定することができる。また、検出領域４００と検出領域６００とを常に一致させる必要は無く、例えば互いの検出領域がずれていたり、検出領域の数が両者の間で異なっていたりしても構わない。
【００９４】
図１７の（ａ）部は、６面取りで６回走査を行う場合の例を示す。図１７（ｂ）は、８面取りで４回走査を行う場合の例を示す。図１７の（ｃ）部は、１２面取りで６回走査を行う場合の例を示す。図１７の（ｄ）部は、１８面取りで６回走査を行う場合の例を示す。図１７の（ｅ）部は、１５面取りで９回走査を行う場合の例を示す。それぞれの場合において、図示を判別しやすくするため、検出領域４００と検出領域６００とをずらして示しているが、例えば検出領域４００と検出領域６００とが重なるようにしても構わない。
【００９５】
また、上記実施形態においては、表面アライメントシステム４０や裏面アライメントシステム６０を較正する際に、制御装置５がそれぞれのアライメントシステムにおける検出値を較正する例を挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば表面アライメントシステム４０、裏面アライメントシステム６０に不図示の位置調整用のアクチュエータを取り付けておき、制御装置５が当該アクチュエータを駆動させることによって表面アライメントシステム４０及び裏面アライメントシステム６０の位置を較正するようにしても構わない。
【００９６】
なお、上述の実施形態の基板Ｐとしては、ディスプレイデバイス用のガラス基板のみならず、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００９７】
なお、露光装置としては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを介した露光光ＥＬで基板Ｐを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。
【００９８】
また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【００９９】
また、本発明は、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基板を保持せずに、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。
【０１００】
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。
【０１０１】
上述の実施形態の露光装置は、各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。
【０１０２】
各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１０３】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板（感光剤）を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。なお、ステップ２０４では、感光剤を現像することで、マスクのパターンに対応する露光パターン層（現像された感光剤の層）を形成し、この露光パターン層を介して基板を加工することが含まれる。
【０１０４】
なお、上述の実施形態及び変形例の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【符号の説明】
【０１０５】
ＥＸ、ＥＸ２…露光装置  Ｍ…マスク  Ｐ…基板  １…マスクステージ  ２、ＰＳＴ…基板ステージ  ５、１１０…制御装置  ４０…表面アライメントシステム  ４３…基準部材  ４６…受光装置  ６０、１６０…裏面アライメントシステム  ６７…指標投影用スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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